DE19915843A1 - Schlauch für ein Betätigungskabel - Google Patents

Abstract

Bei einem Schlauch für ein Betätigungskabel ist es möglich, eine gute Steifigkeit eines verseilten Abschnitts (3A) mit mehreren Seilelementen (3) zu gewährleisten, die auf eine Außenfläche einer Einlage (2) gewickelt sind, ohne einen Durchmesser (höchstens 8,0 mm) des Schlauchs (1) zu erhöhen. Um ein größeres polares Flächenträgheitsmoment zu gewährleisten, ist eine Kombinationsbeziehung zwischen der Anzahl (N) der Seilelemente (3) und einem Durchmesser ( DIAMETER ) des Seilelements (3) aus den nachfolgenden Gruppen A, B und C ausgewählt: A: DIAMETER = 1,1 bis 1,2 mm und N = 13, B: DIAMETER = 1,2 bis 1,35 mm und N = 12, C: DIAMETER = 0,95 bis 1,1 mm und N = 14.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlauch (auch "Außenkabel" genannt) für einen Bowdenzug bzw. ein Betätigungskabel, der so verbessert ist, daß er eine gute Steifigkeit verleiht, oh­ ne sein Durchmessermaß zu vergrößern.

Betätigungskabel (z. B. Kabel der Gangwahlsteuerung oder Auswahlkabel), die für ein automatisches Fahrzeuggetriebe verwendet werden, kommen in einem Motorraum bei hoher Umge­ bungstemperatur zum Einsatz (z. B. 100°C oder mehr). Um der hohen Umgebungstemperatur gerecht zu werden, ist es wichtig, bei der Materialauswahl für eine Ummantelung die Wärmebestän­ digkeitseigenschaften und Wärmefestigkeit zu berücksichtigen.

Um den Wärmebeständigkeitseigenschaften und der Wärmefestig­ keit zu entsprechen, wird für die Ummantelung ein wärmedauer­ festes Material verwendet. Alternativ wird der Ummantelung eine Verstärkung zugefügt, was in der JP-B-43-1921 und in der JP-A-56-70117 offenbart ist.

Durch Zugabe der Verstärkung und Bereitstellung des wär­ medauerfesten Materials erhöht sich jedoch der Preis des End­ produkts.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Schlauchs für ein Betätigungskabel.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß den Ansprü­ chen gelöst.

Der erfindungsgemäße Schlauch für ein Betätigungskabel hat den Vorteil, daß die Wärmefestigkeit verbessert ist, ohne den Produktpreis zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird ein Schlauch für ein Betätigungska­ bel bereitgestellt, wobei der Schlauch einen Außendurchmesser von höchstens 8,0 mm hat und eine Kombinationsbeziehung zwi­ schen der Anzahl (N) von Seilelementen und einem Durchmesser (∅) des Seilelements aus den nachfolgenden Gruppen A, B und C ausgewählt ist:

A: ∅ = 1,1 bis 1,2 mm und N = 13,
B: ∅ = 1,2 bis 1,35 mm und N = 12,
C: ∅ = 0,95 bis 1,1 mm und N = 14.

Vergleicht man die Steifigkeit des verseilten Abschnitts mit der der Ummantelung im Hinblick auf die Bruchfestigkeit, so trägt die Steifigkeit des verseilten Abschnitts bei stei­ gender Umgebungstemperatur mehr als die Steifigkeit der Um­ mantelung dazu bei. Das heißt, es ist vorteilhaft, die Stei­ figkeit des verseilten Abschnitts stärker als die Steifigkeit der Ummantelung zu dominieren, um die Wärmefestigkeit bei ho­ her Umgebungstemperatur wirksam zu verbessern.

Bei Verwendung des Schlauchs mit höchstens 8,0 mm Durch­ messer wird die Kombinationsbeziehung zwischen der Anzahl N der Seilelemente und dem Durchmesser (∅) des Seilelements aus den Gruppen A, B und C ausgewählt.

Dadurch können die Seilelemente auf einer Außenfläche des Einlagenelements so angeordnet sein, daß ein höheres geo­ metrisches Trägheitsmoment des verseilten Abschnitts vergli­ chen mit einem äquivalenten Schlauch mit dem gleichen Durch­ messer gewährleistet sein kann.

Bei Herstellung der Seilelemente aus einem Material, das aus Hartstahldraht, ölbadvergütetem Draht, Klavierdraht oder rostfreiem Stahldraht ausgewählt ist, während die Ummantelung aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, z. B. Polypropylen und Polyamid, läßt sich die Wärmefestigkeit des Schlauchs ohne höheren Produktpreis verbessern, da diese thermoplastischen Materialien im Gebrauch weit verbreitet sind und keine besondere Kostensteigerung nach sich ziehen.

In den beigefügten Zeichnungen ist eine bevorzugte Aus­ führungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schlauchs;

Fig. 2 eine grafische Darstellung einer Beziehung zwi­ schen Außendurchmesser einer Ummantelung und Bruchfestigkeit.

Gemäß Fig. 1, in der ein Schlauch gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung gezeigt ist, findet der Schlauch 1 zur Veranschaulichung auf ein Betätigungskabel eines Fahr­ zeuggetriebes Anwendung. Der Schlauch 1 hat eine Einlage 2, die so angeordnet ist, daß sie sich auf einem (nicht gezeig­ ten) Innenkabel axial bewegt. Um eine Außenfläche der Einlage 2 sind mehrere Seilelemente 3 gewickelt, um einen verseilten Abschnitt 3A zu bilden. Eine Ummantelung 4 ist vorgesehen, um eine Außenfläche des verseilten Abschnitts 3A so zu umman­ teln, daß der verseilte Abschnitt 3A verdeckt ist.

In dieser Ausführungsform der Erfindung wurde der Stei­ figkeit des verseilten Abschnitts 3A besondere Aufmerksamkeit zuteil, die zur Festigkeit des Schlauchs 1 beizutragen scheint. Ohne das Durchmessermaß des Schlauchs 1 zu erhöhen, wurden Verfahren ermittelt, um die Steifigkeit des verseilten Abschnitts 3A in Beziehung zur Anzahl (N) der Seilelemente 3 und zu einem Durchmesser (∅) des Seilelements 3 zu erhöhen.

Neben der Steifigkeit des verseilten Abschnitts 3A kann eine Steifigkeit der Ummantelung 4 in Zusammenhang mit der Festigkeit des Schlauchs 1 berücksichtigt sein. Gleichwohl scheint der Anteil, in dem die Steifigkeit der Ummantelung 4 zur Festigkeit des Schlauchs 1 beiträgt, mit zunehmender Um­ gebungstemperatur wesentlich kleiner zu werden, berücksich­ tigt man, daß die Ummantelung 4 gewöhnlich aus einem Kunst­ stoffmaterial hergestellt ist.

Vor diesem Hintergrund kommt die Steifigkeitserhöhung der Ummantelung 4 nicht als Maßnahme zur Verbesserung der Wärmefestigkeit des Schlauchs 1 in der Erfindung in Frage.

Angesichts dessen, daß ein Innendurchmesser der Einlage 2 durch ein innerhalb der Einlage 2 durchlaufendes Kabel be­ stimmt und ein Außendurchmesser der Einlage 2 durch Herstel­ lungsbedingungen beschränkt ist, findet eine Steifigkeit der Einlage 2 keine Berücksichtigung. Grund dafür ist, daß die Steifigkeit der Einlage 2 noch weniger zur Festigkeit des Schlauchs 1 als die der Ummantelung 4 beiträgt.

Zur Ermittlung der optimalen Steifigkeit des verseilten Abschnitts 3A wurden verschiedene Arten von Experimenten mit Bezug auf die Bruchfestigkeit des Schlauchs 1 durchgeführt.

Solange das Durchmessermaß des Schlauchs höchstens 8,0 mm Durchmesser beträgt, wurde als Ergebnis für die Ver­ fahren ermittelt, die Seilelemente 3 auf einer Außenfläche der Einlage 2 so eng anzuordnen, daß ein höheres polares Flä­ chenträgheitsmoment am verseilten Abschnitt 3A im Vergleich zu einem äquivalenten Schlauch mit dem gleichen Durchmesser gewährleistet ist. In diesem Fall ist das Durchmessermaß des Schlauchs 1 mit höchstens 8,0 mm festgelegt, damit der Schlauch 1 dünn bleibt.

Das polare Flächenträgheitsmoment (Is) ist durch die folgende Formel bestimmt:

Is = (π.ds'/64) × N.

Hierin stellt ds einen Durchmesser des Seilelements 3 dar, und N bezeichnet die Anzahl der Seilelemente 3.

Aus den experimentellen Ergebnissen geht hervor, daß ei­ ne Kombinationsbeziehung zwischen der Anzahl (N) von Seilele­ menten 3 und einem Durchmesser (∅) des Seilelements 3 aus den nachfolgenden Gruppen A, B und C ausgewählt ist:

A: ∅ = 1,1 bis 1,2 mm und N = 13,
B: ∅ = 1,2 bis 1,35 mm und N = 12,
C: ∅ = 0,95 bis 1,1 mm und N = 14.

Vergleichsgegenstücke wurden ausgewählt, um einen Ver­ gleich mit dem Schlauch 1 gemäß der Festlegung in den Gruppen A, B und C für die Bruchfestigkeit bei 130°C anzustellen.

Einzelheiten zum Schlauch 1 und zu den Vergleichsgegen­ stücken sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.

In diesem Fall sind die für die Einlage 2, die Seilele­ mente 3 und die Ummantelung 4 verwendeten Materialien die gleichen, die gewöhnlich herkömmlich zum Einsatz kommen.

Die Einlage 2 ist aus einem thermoplastischen Material hergestellt, u. a. Polybutylenterephthalat, PTFE o. ä.

Das Seilelement 3 ist aus einem solchen Material wie Hartstahldraht, ölbadvergüteter Draht, Klavierdraht oder rostfreier Stahldraht hergestellt.

Für die Ummantelung 4 wird ein thermoplastisches Materi­ al verwendet, z. B. Polypropylen oder Polyamid.

Tabelle 1

Tabelle 2

Für die Bruchfestigkeit zeigt gemäß Fig. 2 jedes der Produkte der Erfindung höhere Werte als die Vergleichsgegen­ stücke.

Für das polare Flächenträgheitsmoment zeigen Tabelle 1 und 2 höhere Bruchfestigkeiten bei zunehmendem polaren Flä­ chenträgheitsmoment.

Durch Erhöhen des polaren Flächenträgheitsmoments am verseilten Abschnitt 3A läßt sich die Wärmefestigkeit (Bruch­ festigkeit) des Schlauchs 1 verbessern. Den Vergleichsgegen­ stücken, bei denen die Verstärkung zugefügt ist und ansonsten die wärmebeständige Ummantelung verwendet wird, fehlt der technische Gedanke einer Wärmefestigkeitserhöhung durch Än­ dern der Einzelheit des verseilten Abschnitts 3A, sondern bei ihnen ist zweitens der verseilte Abschnitt auf der Grundlage der Durchmesser des (der) vorhandenen Schlauchs und Einlage gestaltet. Dies mag auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß die Vergleichsgegenstücke kleinere polare Flächenträgheitsmo­ mente zeigen, auch wenn Durchmesser der Vergleichsgegenstücke größer als die der Schläuche 1 sind.

Wie aus dieser Beschreibung hervorgeht, wird bei Anwen­ dung der Leitung 1 mit höchstens 8,0 mm Durchmesser die Kom­ binationsbeziehung zwischen der Anzahl (N) von Seilelementen 3 und dem Durchmesser (∅) des Seilelements 3 aus den Gruppen A, B und C ausgewählt.

Dies gewährleistet eine höhere Wärmefestigkeit am Schlauch 1 als bei einem äquivalenten Schlauch mit dem glei­ chen Durchmesser. Ferner erübrigt sich dadurch die Notwendig­ keit der Zugabe der Verstärkung oder Bereitstellung des Mate­ rials mit höherer Wärmefestigkeit für die Ummantelung 4, wo­ durch der Produktpreis sinkt.

Zu beachten ist, daß zum geometrischen Trägheitsmoment das polare Flächenträgheitsmoment gehört, da sich die Glieder des Moments in Abhängigkeit von der Querschnittform des Seil­ elements 3 des verseilten Abschnitts 3A ändern.

Während die derzeit als bevorzugt betrachtete Ausfüh­ rungsform der Erfindung beschrieben wurden, ist verständlich, daß Abwandlungen daran vorgenommen werden können, wobei die beigefügten Ansprüche alle derartigen Abwandlungen erfassen sollen, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen.

Claims (3)

1. Schlauch für ein Betätigungskabel mit:
einem Einlageteil, das so vorgesehen ist, daß es axial ein Innenkabel darin bewegt;
einem verseilten Abschnitt, der mehrere Seilelemente hat und so gewickelt ist, daß er eine Außenfläche des Einla­ geteils umgibt;
einer Ummantelung, die so vorgesehen ist, daß sie den verseilten Abschnitt darin ummantelt;
wobei der Schlauch einen Außendurchmesser von höchstens 8,0 mm hat;
wobei eine Kombinationsbeziehung zwischen der Anzahl (N) der Seilelemente und einem Durchmesser (∅) des Seilele­ ments aus den nachfolgenden Gruppen A, B und C ausge­ wählt ist:
A: ∅ = 1,1 bis 1,2 mm und N = 13,
B: ∅ = 1,2 bis 1,35 mm und N = 12,
C: ∅ = 0,95 bis 1,1 mm und N = 14.

2. Schlauch für ein Betätigungskabel nach Anspruch 1, wobei die Seilelemente aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hartstahl­ draht, ölbadvergütetem Draht, Klavierdraht und rostfrei­ em Stahldraht besteht, wobei die Ummantelung aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, u. a. Poly­ propylen und Polyamid.

3. Schlauch für ein Betätigungskabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Betätigungskabel für ein Fahrzeuggetriebe verwendet wird.